Teori dhasar piranti filtrasi magnetik
Mekanisme nyaring piranti nyaring magnetik kanggo partikel gedhe ing sinar plasma kaya ing ngisor iki:
Nggunakake prabédan antarane plasma lan partikel gedhe ing pangisian daya lan rasio muatan-kanggo-massa, ana "halangan" (salah siji baffle utawa tembok tabung mlengkung) manggonke antarane substrat lan lumahing katoda, kang mblokir sembarang partikel obah ing a garis lurus antarane katoda lan landasan, nalika ion bisa deflected dening Magnetik kolom lan liwat "rintangan" kanggo landasan.
Prinsip kerja piranti filtrasi magnetik
Ing medan magnet, Pe<
Pe lan Pi minangka radii Larmor saka elektron lan ion, lan a minangka diameter jero saringan magnetik.Elektron ing plasma kena pengaruh gaya Lorentz lan muter ing sadawane medan magnet kanthi aksial, dene medan magnet kurang pengaruhe ing clustering ion amarga beda antarane ion lan elektron ing radius Larmor.Nanging, nalika gerakan elektron ing sadawane sumbu piranti Filter Magnetik, iku bakal narik kawigaten ion sadawane aksial kanggo gerakan rotasi amarga fokus lan kolom listrik negatif kuwat, lan kacepetan elektron luwih gedhe tinimbang ion, supaya elektron. terus-terusan narik ion maju, nalika plasma tetep netral kuasi-listrik.Partikel-partikel gedhe sing netral utawa rada negatif, lan kualitase luwih gedhe tinimbang ion lan elektron, ora kena pengaruh medan magnet lan gerakan linear ing sadawane inersia, lan bakal disaring sawise tabrakan karo tembok njero. piranti.
Ing fungsi gabungan saka lengkungan medan magnet mlengkung lan drift gradien lan tabrakan ion-elektron, plasma bisa deflected ing piranti filtrasi Magnetik.Ing model teori umum sing digunakake saiki yaiku model fluks Morozov lan model rotor kaku Davidson, sing nduweni fitur umum ing ngisor iki: ana medan magnet sing ndadekake elektron pindhah kanthi cara heliks.
Kekuwatan medan magnet sing nuntun gerakan aksial plasma ing piranti filtrasi magnetik kudu kaya mangkene:
Mi, Vo, lan Z minangka massa ion, kecepatan transportasi, lan jumlah muatan sing digawa.a yaiku diameter njero filter magnetik, lan e yaiku muatan elektron.
Perlu dicathet menawa sawetara ion energi sing luwih dhuwur ora bisa kaiket kanthi lengkap dening sinar elektron.Padha bisa tekan tembok njero filter Magnetik, nggawe tembok njero ing potensial positif, kang siji nyandhet ion saka terus tekan tembok njero lan nyuda mundhut saka plasma.
Miturut kedadean iki, meksa bias positif cocok bisa Applied kanggo tembok saka piranti Filter Magnetik kanggo nyandhet tabrakan ion kanggo nambah efficiency transportasi ion target.
Klasifikasi piranti filtrasi magnetik
(1) Struktur linear.Medan Magnetik minangka panuntun kanggo aliran sinar ion, nyuda ukuran titik katoda lan proporsi klompok partikel makroskopik, nalika intensifikasi tabrakan ing plasma, nyebabake konversi partikel netral dadi ion lan nyuda jumlah makroskopik. kluster partikel, lan kanthi cepet ngurangi jumlah partikel gedhe nalika kekuatan medan magnet mundhak.Dibandhingake karo cara lapisan ion multi-busur konvensional, piranti terstruktur iki ngatasi pangurangan efisiensi sing disebabake dening cara liya lan bisa njamin tingkat deposisi film sing tetep nalika nyuda jumlah partikel gedhe nganti 60%.
(2) Struktur jinis kurva.Sanajan struktur kasebut nduweni wujud sing maneka warna, nanging prinsip dhasare padha.Plasma obah ing sangisore fungsi gabungan medan magnet lan medan listrik, lan medan magnet digunakake kanggo mbatesi lan ngontrol plasma tanpa ngowahi gerakan ing arah garis gaya magnet.Lan partikel sing ora diisi bakal pindhah ing sadawane linear lan dipisahake.Film sing disiapake dening piranti struktural iki nduweni kekerasan dhuwur, kekasaran permukaan sing kurang, kapadhetan sing apik, ukuran gandum sing seragam, lan adhesi dasar film sing kuwat.Analisis XPS nuduhake yen kekerasan permukaan film ta-C sing dilapisi karo piranti jinis iki bisa tekan 56 GPa, saéngga piranti struktur sing mlengkung minangka cara sing paling akeh digunakake lan efektif kanggo ngilangi partikel gedhe, nanging efisiensi transportasi ion target kudu luwih apik.Piranti filtrasi magnetik bend 90 ° minangka salah sawijining piranti struktur mlengkung sing paling akeh digunakake.Eksperimen ing profil permukaan film Ta-C nuduhake manawa profil permukaan piranti filtrasi magnetik bend 360 ° ora owah akeh dibandhingake karo piranti filtrasi magnetik bend 90 °, saengga efek filtrasi magnetik bend 90 ° kanggo partikel gedhe bisa dadi dhasar. digayuh.90 ° bend piranti filtrasi Magnetik utamané wis rong jinis struktur: siji iku solenoid bend diselehake ing kamar vakum, lan liyane diselehake metu saka kamar vakum, lan prabédan antarane wong-wong mau mung ing struktur.Tekanan kerja piranti filtrasi magnetik bend 90 ° ing urutan 10-2Pa, lan bisa digunakake ing macem-macem aplikasi, kayata lapisan nitrida, oksida, karbon amorf, film semikonduktor lan film logam utawa non-logam .
Efisiensi piranti filtrasi magnetik
Amarga ora kabeh partikel gedhe bisa ilang energi kinetik ing tabrakan terus-terusan karo tembok, nomer tartamtu saka partikel gedhe bakal tekan landasan liwat stopkontak pipe.Mulane, piranti filtrasi magnetik sing dawa lan sempit nduweni efisiensi filtrasi sing luwih dhuwur saka partikel gedhe, nanging ing wektu iki bakal nambah mundhut ion target lan ing wektu sing padha nambah kerumitan struktur.Mulane, mesthekake yen piranti filtrasi Magnetik wis aman partikel gedhe banget lan efficiency dhuwur saka transportasi ion prasyarat perlu kanggo teknologi lapisan ion multi-busur duwe prospek aplikasi sudhut ing depositing film tipis kinerja dhuwur.Operasi piranti filtrasi magnetik dipengaruhi dening kekuatan medan magnet, bias bend, aperture baffle mekanik, arus sumber busur lan sudut kedadeyan partikel sing diisi.Kanthi nyetel paramèter sing cukup saka piranti filtrasi magnetik, efek nyaring partikel gedhe lan efisiensi transfer ion target bisa ditingkatake kanthi efektif.
Wektu kirim: Nov-08-2022